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The purpose of this study is to evaluate sediment yield reduction under various field slope conditions with rice straw mat. The Vegetative Filter Strip Model-W (VFSMOD-W) and Soil and Water Assessment Tool (SWAT) were used for simulation of sediment yield reduction effect of rice straw mat. The Univ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • SD-HRU 전처리 프로세서 모듈을 적용할 경우 그 동안 기존 SWAT에서 문제시 되었던 HRU에서의 소유역 평균 경사도/경사장 값의 입력이 아닌 실측 경사도/경사장이 입력됨으로써 공간적인 개념이 무시되었던 것에서 오는 SWAT 결과 오류 문제를 해결할 수 있다고 사료된다. 따라서 본 연구에서는 경사도별 볏짚매트 SWAT 유사 모의시 정확성을 향상시키기 위해서 SD-HRU 전처리 프로세서 모듈에 이용하여 공간적인 지형특성을 고려하였다.
  • 따라서 본 연구의 목적은 강우강도를 고려하여 시험포에서의 토양유실을 고려할 수 있는 Vegetative Filter Strip Model-W(VFSMOD-W; Muñoz-Carpena and Parsons, 2005) 모형의 VFSM 모듈을 이용하여 경사도별 볏짚매트 사용에 따른 유사 저감효과 매개변수를 추정하여 볏짚매트의 유사 저감효과를 유역단위로 분석하여 경사지밭 비구조적 토양유실 최적관리 기법을 제시하는데 있다.
  • 75 ~ 100 %의 분포를 보이며 실측 경사장의 경우 1 ~ 1,587 m의 범위로 실측 경사도/경사장은 대체로 SWAT 모형에 의해 산정된 경사도/경사장 보다 더 크게 분포되어 있다. 본 연구에서는 SWAT 모형으로 유사량 산정시 SWAT 모형에서 산정한 경사도/경사장 예측치가 내재하고 있는 불확실성을 해결하고 경사도별 볏짚매트 SWAT 유사 모의시 정확성을 향상시키기 위해서 SWAT SD-HRU 전처리 프로세서 모듈을 적용하여 실측 경사도/경사장 데이터를 입력하여 유사량을 산정하였다. 또한 현재 SWAT 모형으로는 우리나라 논을 제대로 평가할 수 없지만 본 연구대상지역의 경작지중 논이 차지하는 면적이 17 % 이고 대부분 밭 (83 %)이기 때문에 경작지를 밭이라 가정한 후 모의 하였다.

가설 설정

  • 본 연구에서는 SWAT 모형으로 유사량 산정시 SWAT 모형에서 산정한 경사도/경사장 예측치가 내재하고 있는 불확실성을 해결하고 경사도별 볏짚매트 SWAT 유사 모의시 정확성을 향상시키기 위해서 SWAT SD-HRU 전처리 프로세서 모듈을 적용하여 실측 경사도/경사장 데이터를 입력하여 유사량을 산정하였다. 또한 현재 SWAT 모형으로는 우리나라 논을 제대로 평가할 수 없지만 본 연구대상지역의 경작지중 논이 차지하는 면적이 17 % 이고 대부분 밭 (83 %)이기 때문에 경작지를 밭이라 가정한 후 모의 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
토양유실은 집중 호우시 어떤 지역에서 주로 발생하는가? 이러한 유역내 토양 침식 및 토양 유실의 원인으로 영농활동이 상당부분을 차지하고 있다는 연구 사례도 있다 (Brown, 1984). 이러한 토양유실은 집중 호우시 산지개간, 하천공사, 고랭지 경작지 등의 지표비복이 되어 있지 않은 지역에서 주로 발생한다 (Ministry of Environment, 2007). 우리나라는 경사 7 % 이상의 밭 면적이 전체 밭의 60 %로 경사지 밭에서의 토양유실이 심각한 현실이다 (Seo et al.
유역에서의 토양유실 및 이로 인한 탁수문제를 해결하기 위하여 SWAT 모형이 널리 활용되고 있는데, SWAT모형의 단점은 무엇인가? SWAT 모형은 소유역내 수문학적 반응단위별로 유출, 유사, 그리고 비점오염 발생을 평가하는데 이때 Hydrologic Response Unit (HRU)의 지형정보가 활용된다. 그러나 SWAT 모형은 소유역 내 HRU의 경사도 및 경사장을 직접 산정하지 않고, 소유역의 평균경사도를 기준으로 하여 산정된 경사도를 소유역 내 모든 HRU에 동일하게 적용하는 단점이 있다 (Arnold, 1992). 이러한 SWAT 모형의 단점을 보완하기 위해서 Jang et al.
고전적인 토양유실 저감 방법은 무엇이 있는가?  강우시 유역에서 발생하는 이러한 토양유실 및 탁수문제를 효과적으로 해결하기 위하여 여러 최적관리기법 (Best Management Practices, BMPs) 들이 제안되어왔으며, 침사지, 저류지, 사방댐 등과 같은 수리 구조물이 하천에서의 탁수 저감 대책으로 활용되고 있다. 기존의 고전적인 토양유실 저감 방법으로는 완충식생대, 등고선 경작, 식생배수로 설치, 작물 잔류물에 의한 피복, 멀칭, 녹비작물 재배, 계단식 논, 식생사면 조성, 다년생 작물 재배 등이 있다 (Arabi et al., 2007; Jha et al.
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참고문헌 (23)

  1. Arnold, J. G., 1992. Spatial scale variability in model development and parameterization. ph.D. Dissertation, Purdue University, West Lafayette, IN. 

  2. Arnold, J. G., R. Srinivasan, R. S. Muttiah, and J. R. Williams, 1998. Large area hydrologic modeling and assessment: part I: model development. Journal of American Water Resources Association 34(1): 73-89. 

  3. Arnold, J. G., R. S. Muttiab, R. Srinivasan, and P. M. Allen, 2000. Regional estimation of baseflow and groundwater recharge in the Upper Mississippi river basin. Journal of Hydrology 227(1-4): 21-40. 

  4. Arabi, M., J. R. Frankenberger, B. A. Engel, and J. G. Arnold, 2007. Representation of agricultural conservation practice with SWAT. Hydrological Processes 22(16): 3042-3055. 

  5. Brown, L. R., 1984. Conserving soils. In: Brown, L. R. (Ed.), State of the World. Norton, New York, 53-75. 

  6. Choi, B. S., J. E. Lim, Y. B. Choi, K. J. Lim, J. D. Choi, J. H. Joo, J. E. Yang, and Y. S. Ok, 2009. Applicability of PAM (Polyacrylamide) in soil erosion 

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  8. Hur, S. O., K. H. Jung, S. K. Ha, H. K. Kwak, and J. 

  9. Jang, W. S., D. S. Yoo, I. M. Chung, N. W. Kim, M. S. Jun, Y. S. Park, J. G. Kim, and K. J. Lim, 2009. Development of SWAT SD-HRU pre-processor module for accurate estimation of slope length of each HRU considering spatial topographic characteristics in SWAT. Journal of Korean Society on Water Quality 25(3): 351-362 (in Korean). 

  10. Jang, W. S., Y. Park, J. Kim, N. Kim, J. Choi, Y. S. Ok, J. E. Yang, and K. J. Lim, 2010. Development of the SWAT DWDM for Accurate Estimation of Soil 

  11. Jha, M., P. W. Gassman, S. Secchi, G. Roy, and J. G. Arnold, 2002. Impact of watershed subdivision level on flows, sediment loads, and nutrient lossless predicted by SWAT, Working Paper 02-WP, 315: 22-23. 

  12. Jha, M., S. Rabotyagov, and P. W. Gassman, 2009. Optimal Placement of Conservation Practices Using Genetic Algorithm with SWAT. Working Paper 09-WP 496, Center for Agricultural and Rural Development, Iowa State University. 

  13. Jun, M. S., 2007. A device for reducing muddy water in the watershed of Soyang Dam, 131-140. Chuncheon, Gangwon: Gangwon Development Research Institute 

  14. Korean Soils Information. Http://asis.rda.go.kr. Accessed 3 Oct. 2009. 

  15. Ministry of Environment, 2007. Management of alpine farmland in Soyanggang dam watershed, 3-16. Gwacheon, Gyunggi: Ministry of Environment (in Korean). 

  16. Munoz-Carpena, R., J. E. Parsons, and J. W. Gilliam, 1999. Modeling hydrology and sediment transport in vegetative filter strips. Journal of Hydrology 214(1-4): 

  17. Munoz-Carpena, R., and J. E. Parsons, 2005. Vegetative Filter Strips Hydrology and Sediment Transport Modeling System. Model Document & User's Manual. 

  18. Neitsch, S. L., J. G. Arnold, J. R. Kiniry, and J. R. Williams, 2005a. Soil and Water Assessment Tool Theoretical Documentation Version 2005. USDA, ARS, Temple, Texas. 

  19. Neitsch, S. L., J. G. Arnold, J. R. Kiniry, and J. R. Williams, 2005b. Soil and Water Assessment Tool User's Manual Version 2005. USDA, ARS, Temple, Texas. 

  20. Seo, J. H., J. Y. Park, and D. Y. Song, 2005. Effect of Cover Crop Hairy Vetch on Prevention of Soil Erosion and Reduction of Nitrogen Fertilization in Sloped Upland. Journal of Korean Society of Soil and Fertilizer 38(3): 134-141 (in Korean). 

  21. Shin, M. H., C. H. Won, Y. H. Choi, J. Y. Seo, J. W. Lee, K. J. Lim, and J. D. Choi, 2009. Simulation of field soil loss by artificial rainfall simulator-by varing 

  22. Srinivasan, R., J. G. Arnold, R. S. Muttiah, C. Walker, and P. T. Dyke, 1995. Plant and hydrological simulation for the conterminous U.S. using SWAT and GIS. Hydrological Science and Technology 10(1-4): 160-168. 

  23. Ye, L., S. W. Chung, D. G. Oh, S. W. Yoon, 2009. Impact of climate change on water cycle and soil loss in Daecheong reservoir watershed. Journal of Korean Society on Water Quality 25(6): 821-831 (in Korean). 

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